质子交换膜燃料电池模型的频域分数阶子空间辨识

叶伟琴; 戚志东; 田家欣; 孙成硕

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质子交换膜燃料电池模型的频域分数阶子空间辨识

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针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统发电过程中的分数阶特性,本文提出了一种频域分数阶子空间辨识方法建立PEMFC的分数阶状态空间(FOSS)模型.考虑到时域分数阶的微分形式计算复杂度较大,将时域中的分数阶微分在频域中转化为乘积的形式.首先,采用随机多频正弦激励信号对时域采集的信号进行处理,得到输入输出的频率响应数据;其次,利用频率响应数据构造实、虚部矩阵;接着,通过RQ分解、SVD分解以及最小二乘法求取系统系数矩阵A,B,C,D;由于参数同元分数阶次α、辅助阶次q以及频域采样点数M未知,本文提出了一种GA–PSO算法进行优化,将PSO算法作为主线,加入GA算法中的选择、交叉和变异操作,以进一步提高个体的自适应调整搜索方向、增强全局寻优的能力.仿真结果验证了算法的有效性,频域分数阶子空间辨识方法得到的输出能够较好的跟随实测数据,且优化后的辨识结果误差更小,精确度更高,能够更准确地描述PEMFC的电特性变化过程.

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来源
《控制理论与应用》 |2022年第7期|1194-1202|共9页
作者
叶伟琴; 戚志东; 田家欣; 孙成硕;
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作者单位

南京理工大学自动化学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 TM9;
关键词
质子交换膜燃料电池; 频域分析; 分数阶; 子空间辨识; GA–PSO算法;

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